Los campos magnéticos son una fuerza invisible pero omnipresente que nos rodea en nuestra vida cotidiana. Desde la sencilla brújula que guiaba a los exploradores a tierras inexploradas hasta las sofisticadas máquinas de resonancia magnética que revolucionaron el diagnóstico médico por imagen, las aplicaciones de los campos magnéticos son diversas y fascinantes. En este artículo nos adentraremos en el mundo de los campos magnéticos, explorando sus propiedades, usos y las maravillas que permiten. También abordaremos algunas de las preguntas más frecuentes en la sección de preguntas frecuentes para aclarar aún más este fascinante tema.
Fundamentos de los campos magnéticos
Un campo magnético es un campo de fuerza invisible creado por cargas eléctricas en movimiento, como las de los imanes o las corrientes eléctricas. Se caracteriza por su intensidad y dirección, que pueden visualizarse mediante líneas de fuerza o líneas de campo. Estas líneas se originan en el polo norte de un imán y terminan en el polo sur, y siempre siguen una trayectoria curva que rodea al imán.
La intensidad de un campo magnético se mide en unidades de Tesla (T), llamadas así por Nikola Tesla, pionero en el campo del electromagnetismo. Un Tesla equivale a un Weber por metro cuadrado (1 T = 1 Wb/m2). Los campos magnéticos pueden ser uniformes, es decir, tener una intensidad y una dirección constantes, o no uniformes, en los que la intensidad y la dirección varían en el espacio.
La brújula y el campo magnético terrestre
Una de las primeras y más conocidas aplicaciones de los campos magnéticos es la navegación con brújula. Una brújula es un dispositivo sencillo que consiste en un imán pequeño y ligero llamado aguja de la brújula, que está suspendido de una manera que le permite pivotar libremente alrededor de un eje vertical. La aguja de la brújula está magnetizada, lo que significa que tiene un polo norte y un polo sur, que son atraídos por los polos correspondientes de la Tierra.
La Tierra se comporta como un imán gigante con un campo magnético generado por el movimiento de su núcleo fundido, rico en hierro. Este campo se extiende hacia el exterior desde el centro de la Tierra y es más intenso cerca de la superficie, donde es responsable del fenómeno del magnetismo que observamos en el planeta. Sin embargo, el campo magnético de la Tierra no es perfectamente uniforme y varía en intensidad y dirección en distintos lugares del planeta, así como a lo largo del tiempo.
Electromagnetismo e inducción electromagnética
La relación entre electricidad y magnetismo, conocida como electromagnetismo, es uno de los principios fundamentales de la física. Fue descubierto por primera vez por Hans Christian Oersted en 1820, cuando observó accidentalmente que la aguja de una brújula se desviaba al acercarle un cable conductor de corriente. Este fenómeno llevó a comprender que una carga eléctrica en movimiento crea un campo magnético a su alrededor, concepto conocido como inducción electromagnética.
La inducción electromagnética tiene numerosas aplicaciones prácticas, como el funcionamiento de motores eléctricos, generadores y transformadores. Estos dispositivos se basan en el principio de que un campo magnético cambiante puede inducir una corriente eléctrica en un conductor, o viceversa. Este principio es la base de la conversión de energía mecánica en energía eléctrica y viceversa, que sustenta gran parte de la tecnología moderna.
Materiales magnéticos y sus propiedades
Algunos materiales, conocidos como materiales ferromagnéticos, muestran una fuerte respuesta a los campos magnéticos debido a sus características atómicas únicas.